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光面式冷阱VS盘管式冷阱

更新时间:2023-10-21      点击次数:377

 冻干机中的冷阱是一个用于捕获冻干过程中从样品中升华出的水(或其他溶剂)的部件。除此之外,冷阱还起到阻挡水气进入真空泵,保护真空泵不被破坏的作用。

 通常冷阱分为两种类型:光面式冷阱和盘管式冷阱。两种冷阱设计结构的不同给冻干操作带来了不同的优劣。

1.光面式冷阱(间接捕冰)

光面冷阱是目前可以获得的造价较低的冷阱类型。通常制冷盘管缠绕在冷阱圆筒的外部,冷阱圆筒内壁被冷却并作为冷凝表面。这种结构宣称的好处是冷凝的过程中,水(或其它溶剂)可形成空心圆柱体,在冻干结束后可整个移出冷阱。然而在实际使用过程中,这个操作并不容易。相反,用户需要理解的是,光面冷阱具有以下几个缺点:

①温度测量不够精准。温度从制冷线圈到冷阱腔壁的传导过程中会发生损失,而测量到的冷阱温度是位于冷阱腔体外部制冷线圈的温度,此位置的温度并不能提供精确的温度读数。当水汽(或其他试剂)发生冷凝时,温度的差别更加明显。

这种结构在水汽冷凝时仅能提供有限的冷凝面积。光滑的冷阱腔使得水汽容易分流,水汽进入真空泵进而污染真空泵油,最终导致真空泵过早的被损。

③随着冻干的进行,冷阱的冷凝面积逐渐减少,因此冷阱的容积会迅速减少,导致冻干效率不高。

2.盘管式冷阱(直接捕冰)

制冷剂直接扩展到盘管上,盘管可直接接触水蒸气。这种设计使得冷阱具有更低的温度,使水蒸气及时冷凝。相较于光面式冷阱,盘管式冷阱优势明显:

①制冷剂冷量可直接传递给盘管,由盘管直接捕集各类溶剂,无冷量损耗,温度测量更加精准;

②且当大量的冰附着在盘管时,附着的冰也可增加盘管外表面捕冰面积;

③冷凝盘管置于冷阱内,及时捕冰,有效防止冷凝水对设备内部电子元器件的损坏。

考虑到成本问题,现在市面上的实验型及中试冻干机,绝大部分国产和少部分进口采购的光面的冷阱设计,而主流的高阶进口品牌多采用盘管式冷阱。德国hallan(海朗)冻干机一直向先进看齐,冻干机全部采用盘管式冷阱,且标配特氟龙耐腐蚀涂层,冻干效率更高,且更加适用于有机溶剂样品的冻干。

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                                                        光面式冷阱                                   盘管式冷阱(hallan)

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